地下室人防结构设计
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摘 要：地下室的人防结构设计非常关键，平时可以作为车库或商业的往来场所，战时可以作为人民群众躲藏的空间，具有不可忽视的重要作用。如果没有合理设计地下室人防结构，将会导致其作用得不到有效的发挥。基于此，该文首先针对地下室人防结构设计的主要特征进行分析，并将其作为切入点，探寻设计工作开展期间存在的主要不足与相关改进策略，从而为相关从业人员开展工作提供依据和帮助。
关键词：地下室;人防结构;顶板
中图分类号：TU318 文献标志码：A
0 前言
对于地下室的人防结构设计工作而言，主要包含战时以及平时2种状况，设计期间对战时必须要做出承载能力极限状态的计算，对平时必须要做出承载能力极限状态的计算和正常使用极限状态的验算。地下室的人防结构在设计期间，会涉及众多内容，例如图集、规范等，也需要对繁杂的设计内容展开充分的考量。如果没有充分地展开地下室人防结构设计工作，将会导致其作用得不到有效的发挥。由此可见，发现地下室人防結构设计期间存在的主要不足，并且作出相应的改正，是当前相关从业人员迫在眉睫需要处理的问题。
1 地下室人防结构设计的主要特征
地下室人防结构，是我国政府相关部门以国防建设的相关要求为依据，组织与动员群众开展的一项防护对策，从而对防范、减轻空袭危害的地下室进行建设。相对于普通性质的地下室而言，地下室人防结构在设计期间，必须要对各个负载的程度有着极为充分的考量，必须要对战时武器引爆所造成的动荷载作用大小进行全面的考虑[1]。可以说，地下室组织结构同负载能力的高低有着密不可分的关联。因此，对于设计人员来讲，必须要对地下室人防结构设计进行更深层次的强化，从而为人民群众的生命安全带来更有力的保障。
由于地下室人防结构在战时能够起到防范生化武器、核武器、 常规武器和高空袭击等作用，因此其在展开设计、作业以及设施配备方面同普通的地下室之间存在较大的差异。由于需要在战时承受巨大的荷载，因此地下室人防的梁、柱子、底板、外墙以及顶板的尺寸都需要大于普通的地下室的相应尺寸[2]。由于地下室人防结构只能全部埋于地下，并同时需要具备对突然施加的动荷载的承受能力，因此对结构材料的强度有较高的要求，具体提高标准见表1。
将其特殊性作为依据，在开展地下室人防结构的设计作业期间，必须遵循以下的原则。1）充分做好战时、平时的地下人防结构荷载计算工作，并且选取更加合理、科学的管控条件。2）由于武器爆炸造成动荷载的出现，因此必须要做好动力分析工作，利用等效静荷载方法对设计进行简化，同时又能够满足战时防范的相关精度需求。3）在设计结构期间，可以不对结构构建的裂缝以及变形程度单独展开验算，但是要对变形的限制有着极为全面的考量。4）在进行地下室人防结构设计时，对于地基的变形与基础不需要展开验算，但需要格外注意各个部件之间的协调，防止因与控制标准不符而出现结构局部破坏的状况[3]。
总而言之，对地下室人防结构展开设计，是维护我国社会发展和稳定的重要因素。
2 地下室人防结构设计的改进策略
2.1 人防荷载设计
2.1.1 顶板
如果将地下室人防的位置设计在地下一层，那么其顶板等效静荷载标准值的取值方式见表2。
如果防常规武器5 级、6 级地下室人防结构的顶板分别是>2.5 m、>1.5 m的覆土厚度，顶板可以不在常规武器地面爆炸所造成的等效静荷载中计入。但是，在某些较为特殊的状况下，如果将地下室人防位置设立在地下一层及以下的位置，由于常规武器爆炸作用对此时的地下室顶板造成较小的等效静荷载，因此在此刻不需要考量其顶板的等效静荷载。
2.1.2 外墙
对于外墙来讲，存在众多的建造工艺，其中钢筋混凝土、砌体外墙最为常见。在常规武器的爆炸作用中，直接承受作用的就是外墙。而此时外墙的等效静荷载会遭受到众多因素的影响。以饱和土式外墙为例，其等效静荷载选取标准值时，可以采取的方式见表3。
如果防常规武器5级、6级地下室人防结构的顶板板面比室外地面高，对于比地面高的外墙来讲，会遭受到爆炸的直接冲击。由此可见，对于此刻的外墙，通常都是采取在弹塑性工作阶段的计算方法，外墙等效静荷载标准值对于5级应该取400 kN/㎡;对于6级应该取1 800 kN/㎡。
2.1.3 底板
地下室人防结构的底板由于距离爆炸冲击波比较远，其等效静荷载标准值是通过顶板遭受爆炸动荷载而出现的反力来明确的。在开展设计工作期间，必须要对所受攻击并非直接碰撞，只是出现在顶板局部范围中受到强烈动荷载作用进行考量，将作用至底板的动荷载减小。针对防常规武器5级、6级地下室人防结构来讲，设计底板之时，绝大多数状况下不受常规武器爆炸动荷载作用控制，因此可以不在常规武器地面爆炸造成的等效静荷载中计入。
2.2 地下室柱网结构的强化
在设计结构期间，设计人员必须要通过当前的实际需要开展对柱网结构相应的优化。例如在对无梁楼盖结构展开设计期间，必须要将柱网的结构进行优化，并且对顶板的厚度格外注意。通常来讲，不宜选取过大的顶板厚度，并且选取最小的配筋率来对顶板的配筋展开管控。为了能够收获预期的成效，设计人员在顶板厚度的选取方面可以尽量小一点，而对于柱帽的尺寸来讲，必须要大一点。另外，需要控制柱帽钢筋一次截断的面积在1/3的范围内，并且对多次截断问题进行充分的考量，从而满足我国相关的设计规范要求。以相关的设计规范要求以及实际的工程状况作为依据，通常柱距为7.8 m～8 m。同时，当地下室跨度超过12 m时，应设置临战加柱的预埋件，且加柱数量应控制在4根以内。
2.3 结构型式的优选 将地下室顶板荷载及板厚作为依据，对无梁楼板、十字梁和井字梁等各种顶板结构进行对比，从而选取造价资金低、施工便捷的方式。在人防设计中应结合地下室结构受力及不同防护等级等因素的要求来确定相关结构件的尺寸（见表4），具体数值应根据计算分析结果来确定。
在主梁梁高适宜的情况下，十字梁要比井字梁的楼盖更加节省[4]。同时，在将基础深埋及功能满足的条件下，地下室人防结构应该尽可能的浅埋，从而将地下室人防结构外墙外侧的压力大幅减少。另外，还需要对地下室底板板厚较大的情况做出充分考虑，从而选取筏板基础或者无梁楼盖底板。
2.4 地下室人防结构出入口的高效设计
想要将地下室人防结构的出入口设计环节做好，通常需要采取以下3种方式。1）将出入口通道当中的临空墙、门框墙等设计工作充分做好。在此期间，设计人员还可以将普通的墙体计算模型加以运用，从而对钢筋及内力做出考量，而在开展门框墙的设计工作期间，必须要按照悬臂梁实施设计。2）将消波系统、防护密闭门的设计工作充分做好。设计工作人员需要将地下室人防结构设计的门洞尺寸大小、压力作为依据，从而有效选取定型的密闭门。3）将孔口以及其他构件的设计工作充分做好。其中主要包含风井以及开敞式通道等。
同时要加强对出入口结构的战时设计。一般在每个防护单元应设置1个具备洗消功能的主要出入口，同时应将出入口平台板及踏步板的厚度控制在200 mm左右。此外应采用双面对称配筋方式，且配置相应的拉结筋。
总而言之，地下室人防结构展开设计工作期间，设计人员必须要格外细致、认真，严格遵循相关的规范标准展开设计，从而为地下室人防结构的后续施工做出最全面的保障，确保地下室人防结构的日后使用能够更加有效。
3 结语
综上所述，地下室中的人防结构具有不可忽视的重要地位，在平时能够为人民群众带来车库或商业往来的空间，在战时能够为人民群众带来庇护的场所。如果没有合理展开设计，将会造成地下室人防结构的作用无法充分发挥。因此，必须要不断地对设计水平、设计方案做出创新与改善，才能够推动地下室人防结构设计的高效，进而推动设计企业长远、稳健的发展。
参考文献
[1]戴晓杰.浅谈人防地下室结构设计中存在的问题分析及应对策略[J].中国住宅设施，2019（10）：42-43.
[2]徐云中.人防地下室結构设计中存在的若干问题分析[J].建筑设计管理，2018，35（3）：68-70.
[3]刘付华，覃银辉，朱腾宇，等.人防地下室顶板结构设计多方案比选分析[J].混凝土与水泥制品，2016（7）：68-71.
[4]汪梅，吴炯，颜世亮，等.人防地下室楼盖体系结构设计有关问题的探讨[J].江苏建筑，2013（4）：51-53.
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